用于ADEFC的石墨烯基催化剂油墨的电极沉积方法对性能的影响
Michaela Roschger1, Sigrid Wolf1, Richard Hasso1
1Institute of Chemical Engineering and Environmental Technology, Graz University of Technology, Inffeldgasse 25/C, 8010 Graz, Austria.
ACS applied materials & interfaces
|August 17, 2023
概括
优化氧化物减少石墨烯氧化物 (N-rGO) 催化剂的电极制备可显著提高性直接乙醇燃料电池 (ADEFC) 的性能. 这项研究探讨了沉积方法,以改善催化剂层形态和石墨烯定向,以提高燃料电池效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 人们已经认识到石墨烯作为燃料电池中的催化剂支持的潜力,但在电极制造和防止石墨烯板重新堆积方面仍然存在挑战.
- 这些问题极大地影响了燃料电池性能和催化剂开发,需要优化电极制备技术.
- 性直接乙醇燃料电池 (ADEFC) 提供了一个有前途的替代能源转化途径.
研究的目的:
- 调查氧化物减少石墨烯氧化物 (N-rGO) 催化剂油墨的不同电极沉积方法如何影响催化剂层形态.
- 专门研究石墨烯板的方向对ADEFC的性能的影响.
- 评估基于N-rGO的催化剂和电极的分散,稳定性,形态和电化学行为.
主要方法:
- 分析了催化剂油墨的特性 (分散,稳定性),使用紫外线光谱,z电位和动态光散射.
- 气体扩散电极 (GDE) 的形态和特性通过布鲁纳uer-Emmett-Teller (BET) 分析,接触角测量和SEM-EDS.
- 电化学性能使用现场半细胞GDE测量和现场单细胞测试进行了评估.
主要成果:
- 优化了电极沉积方法,从而改善了催化剂层的形态和控制了石墨烯板的方向.
- 使用无催化剂的N-rGO基膜电极组件 (MEA) 显示出高的最大功率密度.
- 开发的MEA在ADEFC运行中表现出优异的长期耐用性.
结论:
- 电极制备技术对于最大限度地提高燃料电池中石墨烯基催化剂的性能好处至关重要.
- 基于N-rGO的MEA显示出用于高性能ADEFC应用的巨大潜力.
- 这项研究强调了开发先进,高效和持久的燃料电池技术的有希望的方向.
